计算机组成原理课程设计---基本模型机的设计与实现

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1、本科生课程实习基本模型机的设计与实现课程名称计算机组成原理学生姓名学生学号所在专业计算机科学与技术所在班级指导教师职称成绩目录1设计任务与要求21.1设计目的21.2设计内容21.3设计要求22设计思想22.1实验设备22.2基本原理33设计方案33.1程序流程图33.2接线图54测试结果及分析54.1测试过程54.2测试结果65源程序66总结78广东海洋大学本科生课程论文题目（专业：计算机科学与技术，学号：201011621217，姓名：马慧颖）指导教师：彭小红）1设计任务与要求1.1设计目的综合运用所学计算机组成原理知识，在理解计算机各功能部件工作原理上，进

2、一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念，将微程序控制器模块同运算模块、存储器模块联机，组成一台基本模型计算机。用微程序控制器控制模型机的数据通路，通过在构造的模型机上运行机器指令组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，建立机器的整机概念。1.2设计内容本次实验设计了七条机器指令(包括IN、OUT、STA指令三条指令)：逻辑运算A+B、逻辑运算A、，算术乘运算、或运算，其指令格式如下：操作码地址码IN00000000A+B00010000100111010011000010011101A*B0101000010011101（A⊕B）0110000

3、010011101STA0010000010011110OUT0100000010011110IN为单字长（8位），含义是将数据开关8位数据输入到RO寄存器。STA为双字长指令，含义是将RO中的内容存储到内存单元中。OUT为双字长指令，含义是将内存中以第二字为地址的数据读出到数据总线上，由数据显示灯显示进行。1.3设计要求1，掌握实验系统的熟练操作2，完成模型机的实验线路连接3，调试模型机，并记录下实验结果2设计思想2.1实验设备组成原理实验仪一台，PC机一台，排线若干。8广东海洋大学本科生课程论文2.2基本原理（1）数据通路如下图所示：（2）在模型机实验中，数

4、据通道的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存取出一条机器指令到执行指令结束的一个指令周期，是由微指令组成的序列来完成的，即一条机器指令对应一个微程序。（3）本实验我们将七条机器指令及有关数据写入RAM和ROM中。通过CPU运行由七条机器指令组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系。（4）微指令格式：242322212019181716151413121110987654321S3S2S1S0MCnWEA9A8ABCUA5UA4UA3UA2UA1uA0A字段B字段C字段151413选择121110选择987选择000000000001LDRi001RS-B0

5、01P（1）010LDDR1010RD-B010P（2）011LDDR2011R1-B011P（3）100LDIR100299-B100P（4）101LOAD101ALU-B101AR110LDAR110PC-B110LDPC1设计方案3.1程序流程图8广东海洋大学本科生课程论文8广东海洋大学本科生课程论文3.2接线图1测试结果及分析4.1测试过程1，首先按照电路图连接好电路。2，写程序，先将机器指令对应的微代码正确的写入2816中，使用控制台KWE和KRD微程序进行机器指令的装入和检查。3，使编程开关处于“RUN”状态，STEP为“STEP”状态，STOP为“

6、RUN”状态。拨动总开关CLR（0置为1），微地址寄存器清零。此时用“DATAUNIT”单元的8位二进制开关给出要写入RAM区的首地址，控制台SWB,SWA开关置为“01”8广东海洋大学本科生课程论文，按动一次启动开关START，微地址显示灯显示“010010”，再按动一次START键，即完成该条指令的写入。4，运行程序，使“STATEUNIT”中的STEP开关置为“ECEX”状态，STOP开关置为“RUN”状态。将“DATAUNIT”的8位二进制开关设置为机器指令程序的首地址，然后按动START键，系统连续运行，稍后将STOP拨置为“STOP”，系统停机。4.

7、2测试结果A:键盘输入B:内存10011101单元的内容逻辑运算A+B:0010000100000110结果：00100111逻辑运算：0010011100000110结果：00100001算术运算A-B：0101000000000110结果：01001010（A⊕B）运算：1011001000000110结果：000010111源程序微地址S3S2S1S0MCNWECELDPCABPMA5……MA00000000001110111010001000001000000011110111000000010020000000001000000010110000300

8、000000011000